(57)【要約】【課題】光学レンズ部品を提供する。【解決手段】本発明は固定絞りとレンズ群とフィルターとを含む光学レンズ部品に関する。レンズ群は、同軸且つ物体側から像側へ順次に配列されているプラスチックの第１のレンズと第２のレンズと第３のレンズとを含む。固定絞りは第１のレンズより前に位置し、第１のレンズは第１と第２の表面を有し、第２のレンズは第３と第４の表面を有し、第３のレンズは第５と第６の表面を有する。前記六つの表面は何れも非球面であり、第１の表面は物体側の一方が突出したアーク形状であり、第２の表面は像側の一方が滑らかなアーク状の窪みであり、第３の表面は物体側の一方が滑らかなアーク状の窪みであり、第４の表面は像側の一方が突出したアーク形状であり、第５の表面は物体側の一方が突出したアーク形状であり、第６の表面は像側の一方が突出したアーク状の窪みである。【選択図】図１
2010079276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定絞りと、レンズ群と、フィルターと、を含み、前記レンズ群は、同軸且つ物体側から像側へ順次に配列されているプラスチックの、第１のレンズと、第２のレンズと、第３のレンズと、を含み、前記固定絞りは、第１のレンズより前に位置し、且つ、第１のレンズとの辺縁厚さは０以上であり、前記フィルターは第３のレンズより後ろに位置し、
フィルターは物体側に向かう前表面と像側に向かう後表面とを備え、第１のレンズは物体側に向かう第１の表面および像側に向かう第２の表面を有し、第２のレンズは物体側に向かう第３の表面および像側に向かう第４の表面を有し、第３のレンズは物体側に向かう第５の表面および像側に向かう第６の表面を有し、
前記六つの表面は何れも非球面であり、前記第１の表面は物体側の一方に突出したアーク形状であり、第２の表面は像側の一方に対して滑らかなアーク状の窪みであり、
前記第３の表面は物体側の一方に対して滑らかなアーク状の窪みであり、第４の表面は像側の一方に突出したアーク形状であり、
前記第５の表面は物体側の一方に突出したアーク形状であり、第６の表面は像側の一方に突出したアーク状の窪みであることを特徴とする、光学レンズ部品。
【請求項２】
前記光学レンズ部品は以下の条件：
1.15<L/f<1.3；
0.8<f1/f<1.2；
f2<0 且つ 1.15<|f2/f|<2.2；
1.1<f3/f<2.2；
〔ここで、fは光学レンズ部品全体の有効な焦点距離であり、Lは光学レンズ部品の全長であり、f1は第１のレンズの有効な焦点距離であり、f２は第２のレンズの有効な焦点距離であり、f３は第３のレンズの有効な焦点距離である〕
を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の光学レンズ部品。
【請求項３】
第１のレンズの材料はZEONEXであり、屈折率と色分散はそれぞれn1=1.53、v1=56であり、第２のレンズの材料はPCであり、屈折率と色分散はそれぞれn２=1.585、v２=29.5であり、第３のレンズの材料はZEONEXであり、屈折率と色分散はそれぞれn1=1.53、v1=56であることを特徴とする、請求項１に記載の光学レンズ部品。
【請求項４】
前記フィルターは、ガラスプレートであり、ガラスプレートの少なくとも一つの表面に、赤外線遮蔽膜で覆われていることを特徴とする、請求項１に記載の光学レンズ部品。
【請求項５】
前記非球面の面形は、下記式：
【数１】
2010079276.tif 000010
〔ここで、Zは、各非球面と光軸との交差点を起点として、光軸方向に垂直な軸方向における値であり、kは二次曲面係数であり、cは鏡面中心曲率であり、c＝1/R、Rは鏡面中心曲率半径であり、rは鏡面中心高さであり、a1,a2,a3,a4,a5,a6は非球面係数である〕
を満たすことを特徴とする、請求項１又は４に記載の光学レンズ部品。
【請求項６】
前記光学レンズ部品は以下のパラメータ：
レンズのパラメータ：
【表１】
2010079276.tif 000011
非球面係数：
【表２】
2010079276.tif 000012
を満たすことを特徴とする、請求項５に記載の光学レンズ部品。
【請求項７】
前記光学レンズ部品は以下のパラメータ：
レンズのパラメータ：
【表３】
2010079276.tif 000013
非球面係数：
【表４】
2010079276.tif 000014
を満たすことを特徴とする、請求項５に記載の光学レンズ部品。
【請求項８】
前記光学レンズ部品は以下のパラメータ：
レンズのパラメータ：
【表５】
2010079276.tif 000015
非球面係数：
【表６】
2010079276.tif 000016
を満たすことを特徴とする、請求項５に記載の光学レンズ部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子に関し、具体的には光学レンズ部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル結像設備では、光学結像レンズはとても重要な部品であり、レンズの像質は直接にデジタル結像設備の結像性能を決める。デジタル製品は絶え間なく更新交替され、日々より軽薄短小の方向に発展していくので、デジタル結像設備に配置されている光学レンズには日増しに高い要求がなされる。特に百万画素以上のレンズモジュールでは、高度の結像品質と輝度を保証して、十分な視界角を得て、デジタル結像システムは光線を屈折するためにより大きい空間を必要とするので、一般的にはレンズの数を増やし、高屈折率と低色分散の優れた材質を採用したり、非球面の面形を採用したりする方法で色収差を補正して、結像品質を向上している。この製品の長さは軽薄短小との要求を満たし難く、単一のレンズの面形は複雑である。レンズの体積が増加する一方、加工成形し難いので、生産コストの上昇を招く。
【発明の概要】
【０００３】
本発明が解決しようとする技術的な課題は、従来技術の不足を克服して、各種の色収差を良好に補正でき、全長が短く、体積が小さく且つ加工成形し易い光学レンズ部品を提供することを目的とする。
【０００４】
本発明の実施例では、固定絞り、レンズ群及びフィルターを含み、前記レンズ群は、同軸且つ物体側から像側へ順次に配列されているプラスチックの、第１のレンズと、第２のレンズと、第３のレンズと、を含み、前記固定絞りは、第１のレンズより前に位置し、且つ、第１のレンズとの辺縁厚さは０以上であり、前記フィルターは第３のレンズより後に位置し、フィルターは物体側に向かう前表面と像側に向かう後表面とを備え、第１のレンズは物体側に向かう第１の表面および像側に向かう第２の表面を有し、第２のレンズは物体側に向かう第３の表面および像側に向かう第４の表面を有し、第３のレンズは物体側に向かう第５の表面および像側に向かう第６の表面を有し、前記六つの表面は何れも非球面であり、前記第１の表面は物体側の一方に突出したアーク形状であり、第２の表面は像側の一方に対して滑らかなアーク状の窪みであり、前記第３の表面は物体側の一方に対して滑らかなアーク状の窪みであり、第４の表面は像側の一方に突出したアーク状であり、前記第５の表面は物体側の一方に突出したアーク形状であり、第６の表面は像側の一方に突出したアーク状の窪みであることを特徴とする。
【０００５】
本発明の有益な効果は、完全に非球面設計を採用し、且つレンズ部品における単一のレンズの面形はいずれもアーク形状の構成を採用することにより、レンズの全長が短縮され、色収差が良好に補正され、よりよい光学性能が得られ、加工し易くて、コストダウンに役立つことである。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の光学レンズ部品の、実施例１の光学部品の構成を示す図である。
【図２】実施例２における光学レンズMTF（光学伝達関数）を示す図である。
【図３】実施例２における光学レンズの像面湾曲を示す図である。
【図４】実施例２における光学レンズ歪曲を示す図である。
【図５】実施例３における光学レンズMTF（光学伝達関数）を示す図である。
【図６】実施例３における光学レンズの像面湾曲を示す図である。
【図７】実施例３における光学レンズ歪曲を示す図である。
【図８】実施例４における光学レンズMTF（光学伝達関数）を示す図である。
【図９】実施例４における光学レンズの像面湾曲を示す図である。
【図１０】実施例４における光学レンズ歪曲を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の目的、技術案及び利点をさらに明瞭にするために、以下、図面及び実施例を参照して、本発明に対してさらに詳細に説明する。ここで記述される具体的な実施例は、本発明を解釈するためだけであり、本発明を限定するためのものではないと理解すべきである。
【０００８】
実施例１：
図１に示すように、本発明の実施例が提供する光学レンズ部品は固定絞りと、レンズ群と、フィルター４と、を含み、前記レンズ群は、同軸且つ物体側から像側へ順次に配列されているプラスチックの、第１のレンズ１と、第２のレンズ２と、第３のレンズ３と、を含み、前記絞りは、第１のレンズより前に位置し、且つ、第１のレンズとの辺縁厚さは０以上であり、前記フィルターは第３のレンズより後に位置する。フィルターは物体側に向かう前表面と像側に向かう後表面とを備え、第１のレンズは物体側に向かう第１の表面および像側に向かう第２の表面を有し、第２のレンズは物体側に向かう第３の表面および像側に向かう第４の表面を有し、第３のレンズは物体側に向かう第５の表面および像側に向かう第６の表面を有する。前記六つの表面は何れも非球面であり、前記第１の表面は物体側の一方に突出したアーク形状であり、第２の表面は像側の一方に対する滑らかなアーク状の窪みである。前記第３の表面は物体側の一方に対する滑らかなアーク状の窪みであり、第４の表面は像側の一方に突出したアーク形状である。前記第５の表面は物体側の一方に突出したアーク形状であり、第６の表面は像側の一方に対するアーク状の窪みである。前記固定絞りは第１のレンズより前に設置してもよいが、第１のレンズの第１の表面に直接に設けてもよい。好ましくは、本実施例では、固定絞り（図示しない）は第１のレンズの第１の表面に設けられている。
【０００９】
前記光学レンズ部品は、完全に非球面設計を採用し、且つレンズ部品における単一のレンズの面形はいずれもアーク形状の構成を採用することにより、レンズの全長が短縮され、色収差が良好に補正され、よりよい光学性能が得られ、加工し易くて、コストダウンに役立つ。
【００１０】
さらに、前記光学レンズ部品は以下の条件を満たす、
1.15<L/f<1.3；
0.8<f1/f<1.2；
f2<0 且つ 1.15<|f2/f|<2.2；
1.1<f3/f<2.2；
ここで、fは光学レンズ部品全体の有効な焦点距離であり、Lは光学レンズ部品の全長であり、f1は第１のレンズの有効な焦点距離であり、f２は第２のレンズの有効な焦点距離であり、f３は第３のレンズの有効な焦点距離である。レンズ部品の全長及び各レンズの有効な焦点距離値との関係に対する限定により、さらにレンズの全長を短縮し、各色収差に対して良好に補正が行われ、よりよい光学性能が得られる。
【００１１】
ここで、第１のレンズの材料はZEONEXであり、屈折率と色分散はそれぞれn1=1.53、v1=56であり、第２のレンズの材料はPCであり、屈折率と色分散はそれぞれn２=1.585、v２=29.5であり、第３のレンズの材料はZEONEXであり、屈折率と色分散はそれぞれn1=1.53、v1=56である。
【００１２】
フィルター４は、ガラスプレートであり、ガラスプレートの前後表面は、いずれも赤外線遮蔽膜（IR-cut Coating）で覆われている。これにより、被撮物からの反射光線中の赤外線が濾光され、結像質量が向上される。
【００１３】
前記非球面の面形は下記式を満たす。即ち、
【数１】
2010079276.tif 000003
【００１４】
ここで、Zは、各非球面と光軸との交差点を起点として、光軸方向に垂直する軸方向における値であり、kは二次曲面係数であり、cは鏡面中心曲率であり、c＝1/R、Rは鏡面中心曲率半径であり、rは鏡面中心高さであり、a1,a2,a3,a4,a5,a6は非球面係数である。
【００１５】
実施例２：
本発明が提供する実施例２は、実施例１の基礎の上に、さらにレンズ部品に係わるパラメータを以下のように設定する。
【００１６】
レンズのパラメータ：
【表１】
2010079276.tif 000004
【００１７】
非球面係数：
【表２】
2010079276.tif 000005
【００１８】
表中、dはその面から次の面までの距離であり、該レンズ群の全長L=3.2mmであり、有効焦点距離値f=2.657mmであり、第１のレンズの有効焦点距離値f1=2.6075mmであり、第２のレンズの有効焦点距離値f2=-5.7211mmであり、第3のレンズの有効焦点距離値f3=5.3474mmである。
【００１９】
図２は実施例２における光学レンズ部品の調節伝達関数（Modulation Transfer Function, MTFと簡略する）の曲線図である。図において、横軸は空間周波数を示し、単位：１ミリメートルごとの線本数（lp/mm）である。縦軸は調節伝達関数（MTF）の数値であり、前記MTFの数値はレンズの結像品質を評価するために用いられ、０−１の範囲で値をとる。MTF曲線は、高く直線であるほど、レンズの結像品質が良く、真実の画像に対する復元能力がより優れていることを示す。図２より、各視界の同心方向Tと放射方向Sの方向でのMTF曲線は近いことがわかる。これにより、該光学レンズ部品は、それぞれの視界において、同心方向Tと放射方向Sのこれらの両方向での結像性能は良好な一致性を備え、中間明瞭、辺縁がぼやけた状況なく、レンズ部品が結像面全体に明らかに結像できることを表明している。
【００２０】
図３と図４はそれぞれ本発明実施例２の光学レンズ部品の像面湾曲と歪曲を示す図である。図３と図４から、該光学レンズ部品の像面湾曲が0.20mmより小さい、歪曲が2％より小さい、市場の主流の相補型金属酸化膜半導体（CMOS）/電荷結合素子（Charge Coupled Device,CCDと簡略する）の影像センサーの受け取り要求を満たすことができる。
【００２１】
本発明が提供する実施例はレンズ全長を短縮した上で、適当な背面焦点距離を確保でき、各種の色収差、特に非点色収差と歪曲色収差を良好に補正でき、理想的な光学性能が得られる。
【００２２】
実施例３：
本発明が提供する実施例３は、実施例１の上に、さらにレンズ部品に係わるパラメータを以下のように提出する。
【００２３】
レンズのパラメータ：
【表３】
2010079276.tif 000006
【００２４】
非球面係数：
【表４】
2010079276.tif 000007
【００２５】
表中、dはその面から次の面までの距離であり、該レンズ群の全長はL=3.5814mmであり、有効焦点距離値はf=2.86721mmであり、第１のレンズの有効焦点距離値はf1=2.9377mmであり、第２のレンズの有効焦点距離値はf2=-3.5054mmであり、第3のレンズの有効焦点距離値はf3=3.267mmである。
【００２６】
図５は実施例３における光学レンズ部品の調節伝達関数（Modulation Transfer Function, MTFと簡略する）の曲線図である。図において、横軸は空間周波数を示し、単位：１ミリメートルごとの線本数（lp/mm）である。縦軸は調節伝達関数（MTF）の数値であり、前記MTFの数値はレンズの結像品質を評価するために用いられ、０−１の範囲の値をとる。MTF曲線は、高く直線であるほど、レンズの結像品質はより良く、真実の画像に対する復元能力がより優れていることを示す。図２から、各視界の同心方向Tと放射方向Sの方向でのMTF曲線は近いことがわかる。これにより、該光学レンズ部品は、それぞれの視界においても、同心方向Tと放射方向Sのこれらの両方向での結像性能が良好な一致性を備え、中間明瞭、辺縁がぼやけた状況なく、レンズ部品が結像面全体に明らかに結像できることを表明している。
【００２７】
図６と図７はそれぞれ本発明実施例３の光学レンズ部品の像面湾曲と歪曲を示す図である。図６と図７から、該光学レンズ部品の像面湾曲が0.10mmより小さく、歪曲が2％より小さい、市場の主流の相補型金属酸化膜半導体（CMOS）/電荷結合素子（Charge Coupled Device,CCDと簡略する）の影像センサーの受け取り要求を満たすことができる。
【００２８】
本発明が提供する実施例はレンズ全長を短縮した上で、適当な背面焦点距離を確保でき、各種の色収差、特に非点色収差と歪曲色収差を良好に補正でき、理想的な光学性能が得られる。
【００２９】
実施例４：
本発明が提供する実施例４は、実施例１を基礎とした上で、さらにレンズ部品に係わるパラメータを以下のように設定する。
【００３０】
レンズのパラメータ：
【表５】
2010079276.tif 000008
【００３１】
非球面係数：
【表６】
2010079276.tif 000009
【００３２】
表中、dは該面から次の面までの距離であり、該レンズ群の全長はL=4.08527mmであり、有効な焦点距離値はf=3.52466mmであり、第１のレンズの有効な焦点距離値はf1=3.5074mmであり、第２のレンズの有効な焦点距離値はf2=-4.5468mmであり、第3のレンズの有効な焦点距離値はf3=4.6202mmである。
【００３３】
図８は実施例４における光学レンズ部品の調節伝達関数（Modulation Transfer Function, MTFと簡略する）の曲線図である。図において、横軸は空間周波数を示し、単位：１ミリメートルごとの線本数（lp/mm）である。縦軸は調節伝達関数（MTF）の数値であり、前記MTFの数値はレンズの結像品質を評価するために用いられ、０−１の範囲の値をとる。MTF曲線は、高く直線であるほど、レンズの結像品質はより良く、真実の画像に対する復元能力がより優れていることを示す。図２から、各視界の同心方向Tと放射方向Sの方向でのMTF曲線は近いことがわかる。それは、該光学レンズ部品は、それぞれの視界においても、同心方向Tと放射方向Sのこれらの両方向での結像性能は良好な一致性を備え、中間明瞭、辺縁がぼやけた状況なく、レンズ部品が結像面全体に明らかに結像できることを表明している。
【００３４】
図９と図１０はそれぞれ本発明実施例４の光学レンズ部品の像面湾曲と歪曲を示す図である。図９と図１０から、該光学レンズ部品の像面湾曲が0.10mmより小さく、歪曲が2％より小さい、市場の主流の相補型金属酸化膜半導体（CMOS）/電荷結合素子（Charge Coupled Device,CCDと簡略する）の影像センサーの受け取り要求を満たすことができる。
【００３５】
本発明が提供する実施例はレンズ全長を短縮した上で、適当な背面焦点距離を確保でき、各種の色収差、特に非点色収差と歪曲色収差を良好に補正でき、理想的な光学性能が得られる。
【００３６】
上述の説明は本発明の好ましい実施の形態のみであり、本発明を限定するめたのものではない。本発明の精神と原則内での修正、同等な置換や改善などは何れも本発明の保護範囲に含まれるべきである。
【図１】
2010079276.tif 000017
【図２】
2010079276.tif 000018
【図３】
2010079276.tif 000019
【図４】
2010079276.tif 000020
【図５】
2010079276.tif 000021
【図６】
2010079276.tif 000022
【図７】
2010079276.tif 000023
【図８】
2010079276.tif 000024
【図９】
2010079276.tif 000025
【図１０】
2010079276.tif 000026